XI Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2019

Бинауральные технологии включают программные и аппаратные средства для записи, передачи и воспроизведения пространственного звука. Отличием такой системы от других, например: Dolby Digital, Ambisonic, Ambiophonic, Wave Field Synthesis и др., является использование звуковых сигналов, записанных внутри слухового канала человека. Благодаря этому выделяются параметры сигнала, опираясь на которые слуховая система формирует восприятие трехмерного звукового пространства. Процесс записи и передачи звуков, с сохранением изначальных данных воспроизводит иллюзию виртуального звукового пространства, сохраненяя тембральные и пространственные характеристики музыкальных и речевых сигналов. При этом данный процесс допускается только при воспроизведении через два излучателя в стереотелефонах или через стереогромкоговорители.

СУТЬ ТЕХНОЛОГИИ

Для более глубокого понимания данной темы, озвучим простое наблюдение: многие, при прослушивании органной музыки вживую, могут внезапно ощущать определенную пульсацию звуков. Суть бинауральных ритмов состоит в разнице между частотами, которые восприниаются каждым ухом отдельно. При разнице, не превышающей 25-30 Гц, и при тонах не выше 1000-1500 Гц, человеческий организм почувствует биение и пульсацию. Звуком это не будет являться, потому что аппаратура на низких частотах в данный момент ничего не будет регистрировать, но ухом восприниматься будет подобным образом. Этот эффект легко наблюдать в обыкновенных стереонаушниках и в специальных треках. Тем не менее, данное явление можно встретить и в обычной жизни.

В общем, два размеренных звука складываются, в результате чего появляется эффект «бинауральные ритмы». Частоты, на которых ощущается эта пульсация, по данным аппаратуры, абсолютно чисты. Человеческое ухо слышит звук за счет механического воздействия окружающей среды на барабанные перепонки. Но образование всей картины происходят уже в мозгу, который обрабатывает полученную информацию. Существует мнение, что звуки близких частот, поданные на разные уши, создают в голове человека ощущение пульсации. Это можно объяснить тем, что создается подобие явления, в физике несущее название дифракцией. Мозг сам порождает этот эффект. Полученный звук по амплитуде будет равен разнице между частотами равных тонов. Мозг является уникальным органом, возможности которого до конца не изучены. Есть мнение, что возможность ощущать данные звуковые эффекты были приобретены для лучшей ориентации в пространстве. Люди, которые остро чувствует воздействия такого рода, обладают отличным «чутьем». Делая вывод, можно обнаружить, что данное явление находится вне сферы интересов физики и акустики и является предметом изучения нейрофизиологов. И это весьма познавательно: этот эффект рассматривается подсознательно и может быть зафиксирован мозгом даже за порогом осознанной слышимости.

БИНАУРАЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

Бинауральные технологии включают в себя:

технику записи сигналов внутри ушных каналов на естественной или «искусственной» голове,

воспроизведение данных сигналов через стереотелефоны и громкоговорители, а именно «бинауральную стереофонию»

технику бинаурального синтеза данных сигналов из монофонического источника путем процессорной обработки, получившую название «виртуальное слуховое пространство» (дисплей) – virtual auditory display VAD (иногда она называется 3-D Sound).

Раннее более глубокое изучение бинауральных технологий приостанавливалось из-за: недопустимость массового прослушивания через стереотелефоны и через громкоговорители; дефицит необходимых цифровых устройств для обработки звука в реальном времени. Тем не менее сегодня, по причинам масштабного развития мобильных устройств передачей высококачественного звука по различным сетям, мультимедиа систем виртуальной реальности и др., где предусматривается индивидуальное прослушивание, и в том числе усовершенствование цифровых звуковых устройств, необходимость в бинауральных технологиях быстро увеличилась.

Все бинауральные технологии основаны на предположении, что одиниковые бинауральные звуковые давления в ушах порождает одинаковое слуховое восприятие звукового пространства. Главной задачей является то, чтобы синтезировать данное давление, передать без искажений и воспроизвести в ушах у слушателя.

В процессе изучения эффекта было обнаружено, что измерения можно производить на входе ушного канала, а не у барабанной перепонки (пространственные характеристики будут сохраняться). Измерения осуществляются на «искусственной голове» – приборе, имитирующем формы головы и ушей человека со встроенными микрофонами. Исследования сообщили, что бинауральные ритмы возникают в верхней части головного мозга.

Сегодня из действующих профессиональных технологий и принципов работы бинауральной технологии, самой известной и потребительской является акустическая технология “Hemi-Sync”, разработанная, запатентованная и начавшая работу Институтом Роберта Монро (США, штат Вирджиния). Имя технология получила от словосочетания “hemispheric synchronization” (“синхронизация полушарий”). Данной технологией пользуются в большом количестве стран, в том числе и в России. Институт, возглавляемый Р. Монро, уже более 30 лет занимается изучением измененных состояний сознания, а также распространением и совершенствованием своих патентованных акустических технологий. Ученые данного Института работают исключительно с “чистыми” бинауральными ритмами (изучают их воздействие на сознание людей). Они исследуют действие различных комбинаций из разночастотных бинауральных ритмов. В ряде случаев эти комбинации оказались более эффективными, чем ритмы какой-то одной частоты, поскольку комбинированные бинауральные ритмы позволяют разным частотам взаимодействовать с разными зонами головного мозга.

Технология “Hemi-Sync” – процесс добровольного прослушивания набора сложных аудиоритмов (в т.ч. и бинауральных) в комбинации с музыкой, различными видами шума и выполнением специальных упражнений на концентрацию внимания. В большинстве случаев данная процедура включает в себя также дыхательные и релаксационные упражнения, а также тренинг, направленный на повышение внушаемости и развитие качеств визуализации.